Компоненты РНК создали из простых ингредиентов

Общество

В биохимии существует распространенная гипотеза, что первые формы жизни в раннем мире основывались на молекулах РНК, — так называемая гипотеза «мира РНК». Если это правда, то эти молекулы должны были образоваться из простых ингредиентов, что присутствовали тогда на Земле. Пытаясь подтвердить гипотезу «мира РНК», биохимики показали, что все четыре основные компоненты РНК можно эффективно собрать из простых химикатов в условиях, которые, как они утверждают, присутствовали на Земле миллиарды лет назад.

 

 

В исследовании, опубликованном в 2009 г. ученые описали простой способ, как создать две строительные блоки РНК, называются рибонуклеотидами. А в статье, опублікованій12 мая в Nature, исследователи показали прямую химический путь к формированию еще двух.

 

«Это очень хорошее исследование, значимость которого действительно сопоставима со статьей 2009 г.», — говорит Джеральд Джойс, исследователь происхождения жизни из Института им. Е. Скріппс в г. Ла-Хойя (Калифорния). Впрочем противников, которые предпочитают другим версиям происхождения жизни, так просто убедить не удалось. В то время, когда химики ищут способы создать РНК из простых химических веществ в теплой воде, они сомневаются, что именно такими были условия, в которых зародилась жизнь на ранней планете.

 

РНК — это сложный полимер, который по структуре сходное с ДНК. РНК способна катализировать химические реакции и даже удваиваться. Именно это навело некоторых ученых на мысль, что РНК стала тем трамліном, с которого началась жизнь. Но в современных клетках нужна целая армада энзимов, которых не было на ранней планете, чтобы создать последовательность РНК. Поэтому исследователям пришлось искать простых путей, как получить РНК.

 

Важными строительными блоками РНК являются молекулы рибонуклеотиди, которые сами состоят из трех частей: молекула сахара, фосфатная группа и одна из четырех основ, которые формируют генетический код РНК (аденин, урацил, цитозин и гуанин). В статье 2009 г. Джон Сазерленд, биохимик из Кембриджского университета (Соединенное Королевство), и его сотрудники создали способ, как синтезировать урацил и цитозин с простых ингредиентов.

 

Теперь органический химик Томас Карел из Университета Людвига Максимилиана в Мюнхене (Германия) и его команда показали, две другие основы — гуанин и аденин — могут сформироваться из простых молекул и спонтанно присоединиться к молекуле сахара. Так образуется предшественник полной рибонуклеотиди, что называется нуклеозидою. Правда, довести процесс до логического завершения им так и не удалось, добавив фосфатную группу. Начальным інґредієнтами в их исследовании стали амінопіридини, которые, в свою очередь, можно получить из молекул, которые зонд ЕКА «Розетта» обнаружил на комете 67/Р Чурюмова-Герасименко.

 

По выражению Билла Мартина, микробиолога из Университета им. Генриха Гейне в Дюссельдорфе (Германия), «это очень хорошая химия». Но он, как и много других ученых, не является сторонником гипотезы РНК-мира. Мартин, напротив, отстаивает другую гипотезу, согласно которой жизнь, вероятнее всего, зародилось в щелочной среде у глубоководных гидротермальных источников. Их арґументація заключается в том, что геологические условия в этой среде должны были увеличить концентрацию протонов в порах горных пород, то есть создать очень простой аналог потока протонов через мембраны, сквозь которые сегодня каждая живая клетка получает химическую энегрии. А когда были сформированы энергетические потоки, необходимые для поддержки простых форм жизни, это могло поспособствовать формированию органических молекул и клеток. С этой точки зрения даже наличие «РНК-с-нуля» не является достаточным основанием для появления простейшей жизни. «Поэтому я очень скептически отношусь к тому, что это исследование отражает процесс, благодаря которому наши далекие предки пришли в мир», — добавляет Мартин.

 

Davide Castelvecchi

Building blocks for ‘RNA world’ made from simple ingredients

Nature, 12.05.2016

Отреферировал Евгений Ланюк

Добавить комментарий

Your email address will not be published.

*